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各种无功补偿装置分类

发布时间:2020-02-14 12:14:50

  各种无功补偿装置分类

  无功补偿装置的分类

  从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿,从补偿的性质划分可以分为感性与容性补偿。下面将并联容性补偿的方法大致列举:

  1、同步调相机

  调相机的基本原理与同步发电机没有区别,它只输出无功电流。因为不发电,因此不需要原动机拖动,没有启动电机的调相机没有轴伸,实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。

  调相机是电网中最早使用的无功补偿装置,当增加激磁电流时,其输出的容性无功电流增大。当减少激磁电流时,其输出的容性无功电流减少。当激磁电场减少到一定程度时,输出无功电流为零,只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗,当激磁电流进一步减少时,输出感性无功电流。

  调相机容量大、对谐波不敏感,并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点,因此调相机对于电网的无功安全具有不可替代的作用。

  由于调相机的价格高、效率低,运行成本高,因此已经逐渐被并联电容器所替代。但是近年来出于对电网无功安全的重视,一些人主张重新启用调相机。

  2、并联电容器

  并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。其主要特点是价格低,效率高,运行成本低,在保护完善的情况下可靠性也很高。

  在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组,而在低压配电系统中则主要使用自动控制电容器投切的自动无功补偿装置。自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色,适用于各种不同的负荷呢况。对于低压自动无功补偿装置将另文详细介绍。

  并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。当电网中含有谐波时,电容器的电流会急剧增大,还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大,另外,并联电容器属于恒阻抗元件,在电网电压下降时其输出的无功电出下降,因此不利于电网的无功安全。

  3、SVC

  SVC的全称是静止式无功补偿装置,静止两个字是同步调相机的旋转相对应的。

  国际大电网会议将SVC定义为7个子类:

  a、机械投切电容器(MSC)

  b、机械投切电抗器(MSR)

  c、自饱和电抗器(SR)

  d、晶闸管控制电抗器(TCR)

  e、晶闸管投切电容器(TCR)

  f、晶闸管投(TSC)

  g、自换向或电网换向转换器(SCC/LCC)

  根据以上这些子类,我们可以看出:除调相机之外,用电感或电容进行无功补偿的装置几乎均被定义为SVC。因此,目前一些资料或者广告中大量出现"SVC"字样,其原因不外乎两条:其一是作者自已并不明白SVC的定义,其二就是以普通人不懂的字母组合故弄玄虚。

  目前国内市场上被宣传SVC的产品主工是晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)。对于TSC我们另文叙述,这里只简要介绍一下晶闸管控制电抗器(TCR)。

  TCR的基本结构包括一组固定并联连接在线路中的电容器和一组并联连接在线路中用晶闸管控制的电抗器,通常将电抗器的容量设计成与电容器一样。由于电抗器是用晶闸管控制的,其感性无功电流可以变化,当晶闸管关断时,电抗器没有电流,而电容器固定连接,因此整套装置的补偿量最大,当调节晶闸管的导通角时,电抗器的感性电流就会抵消一部分电容器电流,因此补偿量减少,导通角越大,电抗器的电流越大,补偿量就越小,当晶闸管全通时,电抗器电流就会将电容器电流全部抵消,此时补偿量为0。必须将固定电容器组设计成滤波器形式或者配备另外的滤波器。

  综上所述,可以看出TCR的结构复杂,损耗大,但其具有补偿量连续可调的特点,在高压系统中还有应用。

  4、SVG

  静止无功发生器,英文描述为:StaticVarGenerator,简称为SVG。又称动态无功补偿发生装置,或静止同步补偿器。是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案。相对于传统的调相机、电容器电抗器、以晶闸管控制电抗器TCR为主要代表的传统SVC等方式,SVG有着无可比拟的优势。

  SVG是一个有源型电力设备,并联于电网上,是一个可控的无功电流源,其无功电流可以快速地跟随负荷无功电流的变化而变化,自动补偿电网系统所需无功功率,对电网无功功率实现动态无功补偿,不仅能补偿感性无功,还能补偿容性无功,响应时间快,能够时刻保证系统功率因素满足要求。SVG有整机式、模块式,其中模块式又有抽屉式、壁挂式,可适用于各种应用场合。

  五、采用无功补偿的优点

  1、根据用电设备的功率因数,可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造,可使低于标准要求的功率因数达标,实现节电目的。

  2、采用无功补偿技术,提高低压电网和用电设备的功率因数,是节电工作的一项重要措施。

  3、无功补偿,它就是借助于无功补偿设备提花必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量,稳定设备运行。

  4、减少电力损失,一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况,其电力损耗约20%-30%左右,使用电容提高功率因数后,总电波降低,可降低供电流与用电端的电力损失。

  5、改善供电品质,提高功率因数,减少负载总电流及电压降,于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。

  6、延长设备寿命,改善功率因数后线路总电流减少,使接近中已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低,因此可以降低温升增加寿命(温度每降低10摄氏度,寿命可延长1倍)。

  7、最终满足电力系统对无功补偿的监测要求,消除因为功率因数过低而产生的罚款。

  8、无功补偿可以改善电能质量、降低电能损耗、挖掘发供电设备潜力、无功补偿减少用户电费支出,是一项投资少、收效快的节能措施。

  9、无功补偿技术对和电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益,确定无功功率的补偿容量,确保补偿技术经济、合理、安全可靠,达到节约电能的目的。



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